◉ POISK ACADEMIAАВТОМОБИЛЬ ИЗНУТРИ
ИНТЕРАКТИВНЫЙ АТЛАС

Масляная система

Тонкая плёнка масла разделяет движущиеся поверхности. Здесь показана распространённая система с запасом масла в поддоне.

Масляная система: устройство и принцип работы

Снижает трение и уносит часть тепла от движущихся деталей.

Забор

Насос забирает масло из поддона.

Подача

Масло проходит фильтр и каналы к подшипникам и другим деталям.

Возврат

После смазки масло стекает в поддон. Клапан ограничивает слишком высокое давление.

Откуда в двигателе давление масла

Насос не создаёт давление сам по себе — он подаёт объём. Давление появляется, потому что масло протискивается через узкие зазоры подшипников.

  • Подача растёт с оборотами. Героторный насос даёт около 8 см³ за оборот: 6,5 л/мин на холостых и 24 л/мин при 3000 об/мин.
  • Вязкость решает. Горячее масло 5W-30 при 100 °C имеет вязкость 10 мм²/с, при 20 °C — 150 мм²/с. Густое масло хуже проходит через зазоры, и давление выше при той же подаче.
  • Клапан ограничивает сверху. При 5 бар открывается редукционный клапан. Он сливает лишнее в поддон, поэтому на холодную давление не растёт бесконечно.
  • Зазоры ограничивают снизу. Изношенные вкладыши — большие «утечки». На горячем холостом давление падает до 0,4 бар, и загорается лампа (порог около 0,5 бар).
Детали в модели «Масляная система»
  • Масляный картер (поддон). Стальная ванна под блоком с перегородкой от плескания и сливной пробкой. Хранит 3–3,6 л масла, здесь масло отдыхает, отдаёт тепло и отпускает пузырьки воздуха. Уровень проверяют щупом: между метками MIN и MAX около литра.
  • Маслоприёмник с сеткой. Трубка с колоколом и сеткой у дна поддона, в 5–6 мм над ним и глубоко под уровнем. Сетка задерживает крупную грязь до насоса.
  • Масляный насос (героторный). Внутренний ротор с 4 зубьями сидит на лысках носка коленвала и ведёт внешний ротор с 5 впадинами, смещённый на 5 мм. Камеры между ними растут у всасывающего окна и сжимаются у нагнетательного: около 8 см³ за оборот, 24 л/мин при 3000 об/мин.
  • Редукционный клапан. Плунжер с пружиной в корпусе насоса. Начинает открываться при 5 бар, открывает сливное окно и сливает лишнее масло обратно в поддон, чтобы холодное масло не разорвало фильтр.
  • Масляный фильтр. Полнопоточный: всё масло проходит через гофрированную бумагу снаружи внутрь. Перепускной клапан открывается при перепаде 1,2 бар, противодренажный клапан держит масло в фильтре на стоянке.
  • Масляные каналы. Главная магистраль Ø 9 мм вдоль блока, сверления к пяти коренным опорам, наклонные каналы в коленвале к шатунным шейкам, стояк в головку и форсунки охлаждения поршней.
  • Вкладыши коленвала. Тонкие стальные полукольца с антифрикционным слоем; в верхнем — канавка и отверстие для масла. Зазор до шейки 0,03–0,06 мм заполнен масляным клином, который держит вал без касания.
  • Форсунки охлаждения поршней. Шариковый клапан открывает форсунку при 1,8 бар, и струя бьёт в днище поршня снизу, снимая до 10% тепла поршня.
  • Датчик давления масла. Выключатель в магистрали: замыкает лампу на панели, когда давление ниже 0,3–0,5 бар.
Показ по шагам
  1. Поддон и маслоприёмник. Насос всасывает масло со дна поддона через колокол с сеткой. Уровень должен быть выше колокола даже в повороте.
  2. Героторный насос. Внутренний ротор на носке коленвала (4 зуба) обкатывает внешний (5 впадин). Камеры растут у всасывания снизу и сжимаются у нагнетания сверху.
  3. Холодное масло и клапан. Масло при 0 °C в 40 раз гуще горячего. Насос легко достигает 5 бар, и редукционный клапан сбрасывает лишнее в поддон.
  4. Фильтр. Масло идёт сквозь бумагу снаружи внутрь и выходит через центральную трубку. Если перепад больше 1,2 бар, открывается перепускной клапан.
  5. Подшипники и коленвал. Из магистрали масло идёт к пяти коренным опорам, затем по наклонным сверлениям в коленвале — к шатунным шейкам. Форсунки поливают поршни снизу.
  6. Горячий холостой ход. На горячем холостом давление минимальное — около 1 бар. Это самый честный режим проверки износа.
Что ломается и как это проявляется
  • Мало масла. Признаки: на ровной дороге всё нормально, а в поворотах, при торможении и на подъёмах мигает лампа давления. Потом появляется стук гидрокомпенсаторов. Что проверить: уровень щупом на ровном месте через 5 минут после остановки: между MIN и MAX (около 1 л). Ищут, куда уходит масло: течи или угар (синий дым).
  • Забит масляный фильтр. Признаки: внешне почти никак: давление нормальное. Но масло быстро чернеет, растёт износ, на холодную лампа может гаснуть дольше. Что проверить: пробег с прошлой замены (обычно 7–15 тыс. км), цвет масла. Фильтр меняют вместе с маслом; на сильно загрязнённом двигателе — чаще.
  • Редукционный клапан заклинило. Признаки: зимой на холодную стрелка давления упирается в максимум, через минуту после пуска появляется течь из-под прокладки фильтра или фильтр раздувает. Что проверить: давление манометром на холодном двигателе (норма — не выше 5–6 бар). Клапан разбирают, плунжер и отверстие очищают, пружину проверяют по длине.
  • Изношены вкладыши. Признаки: на холодную всё в порядке. На прогретом двигателе на холостых загорается или мигает лампа, при перегазовке гаснет. Внизу двигателя глухой стук. Что проверить: давление манометром на горячем холостом (норма около 1 бар и выше) и при 3000 об/мин (3–5 бар). Вскрытие: вкладыши, шейки, зазор пластиковым калибром.
  • Сетка маслоприёмника в шламе. Признаки: на холостых давление нормальное, а при разгоне лампа начинает мигать. На холодную после пуска лампа горит долго. Что проверить: снимают поддон и осматривают сетку и дно. Промывают поддон и маслоприёмник, меняют масло и фильтр, сокращают интервал замены.
  • Масло слишком жидкое. Признаки: после трассы в жару на холостых мигает лампа, давление ниже обычного на всех оборотах, двигатель шумнее. Что проверить: допуск и вязкость по инструкции к машине, запах бензина от щупа, рост уровня масла. Масло меняют, ищут причину разжижения.
Упрощения модели
  • Двигатель показан упрощённо: без ГРМ, клапанов, рубашки охлаждения и навесных агрегатов. Распредвал один, в плоскости разреза, его кулачки ни на что не давят.
  • Блок, постель, головка, поддон, передняя крышка с насосом, фильтр и маслоприёмник разрезаны (серая штриховка), а движущиеся детали — коленвал, шатуны, распредвал, роторы насоса — целые, как принято на разрезах. Сверления в коленвале видны «на просвет» сквозь щёки. Поршни и плунжер клапана разрезаны по оси: они ходят в плоскости разреза. Крышка насоса в разрезе снята, чтобы были видны роторы.
  • Крупнее, чем в жизни: зазор в коренных вкладышах и масляный слой в нём нарисованы около 0,6 мм вместо 0,04 мм, щель изношенного вкладыша — около 4 мм вместо 0,1 мм, сами вкладыши толще (4 мм вместо 1,5–2 мм); зазор между роторами насоса 0,4 мм вместо 0,05–0,15 мм; каналы в крышке насоса и в блоке Ø 6–12 мм вместо 5–9 мм.
  • Масло нарисовано в каналах и там, где сверления не вырезаны в отливке: в стенках блока, головки и передней крышки оно видно сквозь разрез. Магистраль вскрыта над каждым пролётом между опорами, чтобы масло в ней было видно.
  • Поддон глубже обычного: дно в 130 мм под осью коленвала, чтобы противовесы не касались масла даже при 4,5 л. Один литр поднимает уровень на 13 мм.
  • Лак на плунжере редукционного клапана нарисован целой коричневой гильзой поверх разрезанного плунжера, шлам на сетке — толще, чем бывает, иначе его не разглядеть. Корка на бумаге фильтра заполняет впадины складок и лежит на их вершинах слоем около 1 мм.
  • При слишком жидком масле из торцов коренных вкладышей тянутся жёлтые нити (Ø около 1 мм) — это знак быстрой утечки масла из зазоров, а не настоящая форма струй.
  • Давление посчитано по простой гидравлической модели: подача насоса против проводимости зазоров, вязкость по формуле Вальтера для 5W-30.
  • Привод насоса показан на носке коленвала. На многих двигателях насос стоит в поддоне и приводится цепью — принцип тот же.

Связанные узлы и детали

Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.

Обучение: как устроен автомобиль — курс с заданиями в 3D